CN105673277B - 具有集成的声共振器的空气清洁器组件 - Google Patents

具有集成的声共振器的空气清洁器组件 Download PDF

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Abstract

一种用于具有发动机的车辆的空气引入系统包括壳体、过滤器和声共振器。壳体包括第一壳体部件、第二壳体部件，以及穿过壳体的空气流动路径。过滤器位于壳体内，并且设置在空气流动路径中用于从进入空气除去碎屑。声共振器与第一壳体部件集成形成，并且操作成减小由发动机生成的噪音。

Description

具有集成的声共振器的空气清洁器组件
技术领域
本教导大体上涉及用于车辆的空气引入系统。更具体而言，本教导涉及具有集成的声共振器的用于车辆的空气引入系统的空气清洁组件。甚至更具体而言，本教导涉及集成地包含共振器的空气清洁器壳体的盖。
背景技术
该节提供了不必为现有技术的涉及本公开的背景信息。
空气引入系统用于汽车和其它机动车辆中，以将空气从环境传送至发动机用于燃烧。空气引入系统常规地包含用于容纳过滤器的壳体。过滤器作用为除去可携带在进入空气中的污垢和其它颗粒物质。
当空气移动穿过空气引入系统并且进入发动机中时，来自发动机的噪音和振动可通过由空气引入系统形成的通路传输和放大。为了减小这些噪音的音量，可合乎需要的是使用声共振器，其在与由发动机产生的频率相等且相反的频率下振动，并且因此产生声波，其抵消由发动机产生的声波。共振器大体上设置在过滤器壳体的上游侧上。
尽管已知的共振器大体上证明对于它们的预期目的而言为可接受的，但相关技术中的继续需要仍存在。
发明内容
该节提供了本公开的大体概述，并且不是其完全范围或所有其特征的详尽公开。
根据一个特定方面，本公开提供了一种用于具有发动机的车辆的空气引入系统。空气引入系统包括壳体、过滤器和声共振器。壳体包括第一壳体部件、第二壳体部件，以及穿过壳体的空气流动路径。过滤器定位在壳体内，并且设置在空气流动路径中用于从进入空气除去碎屑。声共振器与第一壳体部件集成形成，并且操作成减小由发动机生成的噪音。
根据另一个特定方面，本公开提供了一种用于具有发动机的车辆的空气引入系统。空气引入系统包括空气清洁器壳体、过滤器和声共振器。空气清洁器壳体包括底座部件和盖部件。盖部件可除去地装固于底座部件。过滤器在壳体的室内，并且设置在延伸穿过壳体的空气流动路径中。过滤器操作成从进入空气除去碎屑。声共振器与壳体集成形成，并且操作成减小由发动机生成的噪音。
根据又一个特定方面，本公开提供了一种空气清洁器组件。空气清洁器组件包括壳体、过滤器和声共振器。壳体包括第一壳体部件。过滤器设置在壳体中，并且操作用于过滤穿过壳体的进入空气。声共振器与第一壳体部件集成形成，并且操作成使沿空气流动路径穿过空气清洁器壳体的声音衰减。
适用性的另外领域将从本文中提供的描述变得显而易见。本概述中的描述和特定实例旨在仅用于示出的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文中所述的附图仅出于选择的实施例而并非所有可能的实施方式的示范目的，并且不旨在限制本公开的范围。
图1为根据本教导构造的空气引入系统的空气清洁器壳体的透视图，该空气清洁器壳体包括具有集成的声共振器的第一壳体部件。
图2为本教导的空气清洁器壳体的一部分的截面视图。
图3为图1的空气清洁器壳体的第一壳体部件盖的正视透视图。
图4为图3的第一壳体部件的后视图。
图5为并入本教导的空气清洁器壳体并且示为与车辆发动机操作性相关联的空气引入系统的简化视图。
图6为根据本教导的包括集成的共振器的空气清洁器壳体的另一壳体元件的类似于图2的截面视图。
图7为类似于图4的后视图，进一步示出了图5的第一壳体部件。
对应的附图标记遍及附图的若干视图指示了对应部分。
具体实施方式
现在将参照附图更完全地描述示例性实施例。
示例性实施例提供成使得本公开将为彻底的，并且将范围完全传达给本领域技术人员。阐明了许多特定细节，如，特定构件、装置和方法的实例，以提供本公开的实施例的彻底理解。对本领域技术人员而言将显而易见的是，不需要使用特定细节，示例性实施例可以以许多不同形式实施，并且两者都不应当认作是限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，并未详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。
本文中使用的术语仅出于描述特定示例性实施例的目的，并且不旨在限制。如本文中使用的，单数形式"一"、"一个"和"该"可旨在也包含复数形式，除非上下文清楚地另外指出。用语"包括(comprise)"、"包括(comprising)"、"包含(including)"和"具有(having)"是包含的，并且因此表示叙述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并未排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组。本文中所述的方法步骤、过程和操作并未认作是必要地要求以所述或所示的特定顺序的它们的性能，除非明确识别为性能的顺序。还将理解的是，可使用附加或备选的步骤。
当元件或层称为在另一个元件或层"上"、"接合于"、"连接于"或"联接于"其时，该元件或层可直接在另一元件或层上、接合、连接或联接于其，或者可存在介入的元件或层。相反地，当元件称为"直接在另一个元件或层上"、"直接地接合于"、"直接地连接于"或"直接地联接于"其时，可不存在介入的元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词应当以类似方式解释(例如，"在…之间"对"直接在…之间"、"相邻"对"直接相邻"等)。如本文中使用的，用语"和/或"包括相关联的所列项目中的一个或更多个的任何和所有组合。
尽管用语第一、第二、第三等可在本文中用于描述各种元件、构件、区域、层和/或区段，但这些元件、构件、区域、层和/或区段不应当由这些用语限制。这些用语可仅用于将一个元件、构件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段区分开。用语如"第一"、"第二"和其它数值项在本文中使用时并未暗示序列或顺序，除非由上下文清楚地指出。因此，下文所述的第一元件、构件、区域、层或区段可称为第二元件、构件、区域、层或区段，而并未脱离示例性实施例的教导。
空间相对用语如"内"、"外"、"之下"、"下方"、"下"、"上方"、"上"等可在本文中用于便于描述，以描述一个元件或特征与附图中所示的另一(多个)元件或(多个)特征的关系。空间相对用语可旨在包含除附图中绘出的定向之外的使用或操作中的装置的不同定向。例如，如果附图中的装置翻转，则描述为在其它元件或特征"下方"或"之下"的元件则将定向为在其它元件或特征"上方"。因此，示例性用语"下方"可包含上方和下方定向两者。装置可另外定向(旋转90度或以其它定向)，并且本文中使用的空间相对描述相应解释。
大体上参照附图的图1至5，根据本教导构造的空气清洁器组件以附图标记10示出和识别。空气清洁器组件10可集成到空气引入系统12中(见图5)，并且可用于在环境和发动机16(未示出)或使用空气流的其它装置之间传送进入空气14的来源。例如，发动机16可为车辆发动机。空气清洁器组件10还可过滤沿空气流动路径AF经过的空气。如将在下面更详细描述的，空气清洁器组件10还可用于影响由发动机16产生的噪音。仅经由实例，空气清洁器组件10可用于产生声波，其将抵消或另外调节由发动机产生的声波。
空气清洁器组件10可大体上包含壳体18，其具有第一壳体部件20和第二壳体部件22。第一壳体部件20和第二壳体部件22可由塑料或其它适合的材料形成。在所示实施例中，第一壳体部件20和第二壳体部件22为注射模制的。第一壳体部件20和第二壳体部件22协作来限定过滤器26接收在其中的壳体室24。在所示的特定实施例中，第一壳体部件可为盖部件20，并且第二壳体部件可为第二盖部件22。第一盖部件20可限定室24的第一室部分24A，并且第二盖部件22可限定室24的第二室部分24B。过滤器26可至少部分地设置在第二室部分24B中。第一盖部件20可以可除去地装固于第二盖部件22，以便于除去和替换过滤器26。如图1中所示，第一盖部件20可利用一个或更多个闩锁件28装固于第二盖部件22。气密性密封件可以以常规方式限定在第一盖部件20与第二盖部件22之间。过滤器26可设置在第一盖部件20内，并且可常规地在进入空气14沿空气流动路径AF从环境行进至发动机16时从进入空气14除去碎屑。在所示实施例中，过滤器26为收纳脏侧26A和清洁侧26B的带褶过滤器。然而，将理解的是，各种其它类型的过滤器可在本教导的范围内备选地并入。
空气清洁器组件10还包含用于抵消或以其它方式减小由发动机16生成的噪音的共振器30。共振器30可与第一盖部件20和第二盖部件22中的一个集成形成，与第一盖部件20或第二盖部件22形成一件式集成构件。作为优选，共振器30至少部分地形成在第一盖部件20或第二盖部件22的内部内，从而通过将共振器30和共振器体积38的至少一部分有利地布置到壳体内的壳体18的壳体室24中来减小空气清洁器和共振器所需的包装空间。膨胀空间60可在内壁32与外壁34的自由端之间设在共振器体积或共振器室38的开口端处，以将共振器室38联接于通路40中的空气流。在所示实施例中，共振器30与第一盖部件20集成形成。在一个特定应用中，第一盖部件20注射模制成整体地包含共振器30。
如所示，共振器30可形成为包含内壁32和外壁34。内壁30和外壁32可由端壁36连接，形成内壁30与外壁32之间的环形共振器体积或共振器室38。共振器室38可具有U形截面。共振器的外壁34可从内部壳体室24内延伸穿过壳体18的外壁，以形成连接点用于将导管37在壳体18的第一盖部件20和第二盖部件22外的位置处附接到共振器30的外壁34的自由端上。导管37可常规地装固于外壁34的自由端。第一盖部件20的端壁39可大体上以如下方式从共振器30的外壁34沿径向方向延伸，使得共振器30的第一部分30A延伸到第一室部分24A中，并且共振器30的第二部分30B从第一盖部件20的其余部分延伸，并且延伸到第一室部分24A外。
内壁32和外壁34可在形状上大体上为圆筒形，并且由端壁36同心地邻接。因此，端壁36可为环形。然而，将认识到的是，内壁32和外壁34可具有本教导的范围内的备选几何形状。外壁34可沿轴向方向从端壁36延伸距离L1，并且可限定内径D1。内壁32可沿轴向方向从端壁36延伸距离L2，并且可限定内径D2。L1与L2之比可在大约4:1到1:1之间。D1与D2之比可在大约4:1到3:21之间。具体参照图2，在一个构造中，L1与L2之比可为3:2，并且D1与D2之比可为2:1。在一个特定应用中，外壁34的内径D1为135mm，内壁32的内径D2为75mm，外壁34的长度L1为158mm，并且内壁32的长度L2为145mm。
参照图6和7，根据本教导的另一第一壳体部件以附图标记20'示出和识别。假定第一壳体部件20和20'之间的相似性，相似的附图标记用于遍及视图识别相似元件。在该特定实施例中，L1与L2之比可为大约5:4。减小L1与L2之比可允许噪音进入共振器30，同时使限制空气流过空气引入系统12的量最小化。内壁32可大致平行于外壁34。端壁36可大致垂直于内壁32和外壁34。因此，内壁32和外壁34可限定其间的室38，同时内壁32可限定穿过其的通路40。
共振器30可形成为进一步包含一系列沿径向延伸的翅片或肋条42和安装部分44。肋条42可在肋条42的相对端之间延伸并且在肋条42的相对端处连接和闭合到内壁32、外壁34上，并且可连接到端壁36上。以该方式，共振器体积或室38可分成一系列小的子室38A。共振器子室38可具有选择成调节至相同频率或各种频率的体积，以产生宽带共振器用于比非再分的共振器将提供的更宽的高频率带。尽管肋条42示为大体上围绕共振器30相等且对称地间隔开，但还理解的是，肋条42可在本教导的范围内非对称地间隔开，以产生各种尺寸的共振器室38A。在一个构造中，共振器30可包括沿轴向方向从端壁36延伸距离L3的六个肋条42。尽管距离L3示为等于距离L2，但还理解的是，肋条42可在本教导的范围内延伸小于L2的距离。通过改变距离L1,L2和L3以及肋条42之间的间距，共振器体积或室38和共振器子室38A的体积可取决于特定声音衰减要求在本教导的范围内变化。
安装部分44可形成为外壁34的凹入或切割部分，以及第一盖部件20的其余部分。安装部分44可由平行的侧壁46A,46B和在内壁32、外壁34之间延伸并且连接它们的端壁48，以及第一盖部件20的其余部分限定。
现在将进一步描述空气引入系统12的操作。具体参照图2，当进入空气14的来源大体上沿第一方向行进穿过过滤器26时，清洁空气行进穿过通路40和导管37进入发动机16中。由发动机16产生的声波和振动可大体上沿第二方向(与第一方向相反)行进穿过导管37并且进入共振器30中。当声波行进穿过共振器30时，它们可弹回并且在共振器室38和/或共振器子室38A内振动，以在端壁36附近的共振器30的端部处产生声压，并且有效地减小、抵消或以其它方式改变由发动机16产生的声波音量。如本文中所述，共振器室38的体积可响应于发动机16的空气流要求通过改变共振器30的大小来调整。
现在将理解的是，本教导提供了可集成到空气引入系统的清洁侧盖中的共振器。共振器使用风箱的内部体积，该共振器否则将仅包含在风箱的自然体积中，并且不是可调的装置。通过使用声装置中的该体积，共振器可修改成按期望到达期望的频率。本教导可简单地通过添加材料来并入到现有的构件中。以该方式，构件的数量可保持较低，这继而将保持相关联的成本较低。共振器体积可如上文所述以各种方式操纵。本教导提供了满足有限包装空间内的严格声目标的能力。
实施例的前述描述出于示出和描述的目的提供。其不旨在为详尽的或限制本公开。特定实施例的独立元件或特征大体上不限于该特定实施例，而是在适用情况下可互换，并且可用于选择的实施例中，即使未明确显示或描述。其还可以以许多方式变化。此类变化不被认作是偏离本公开，并且所有此类修改旨在包含在本公开的范围内。

Claims (19)

1.一种用于具有发动机的车辆的空气引入系统，所述空气引入系统包括：
具有穿过其的空气流动路径的壳体，所述壳体包括第一壳体部件和第二壳体部件；
过滤器，其位于所述壳体内并且设置在所述空气流动路径中用于从进入空气除去碎屑；以及
与所述第一壳体部件集成形成的声共振器，所述声共振器操作成减小由所述发动机生成的噪音，其中所述声共振器至少部分地布置在所述壳体的内部中；
所述声共振器在所述空气流动路径中位于所述过滤器的下游处，
所述声共振器包括限定空气流动路径通路的一部分的内壁，以及平行于所述内壁且与所述内壁间隔开的外壁，且所述外壁具有第一长度，并且所述内壁具有第二长度，所述第一长度大于所述第二长度。
2.根据权利要求1所述的空气引入系统，其特征在于，所述内壁为圆筒，并且所述外壁为围绕所述内壁同心地设置的圆筒，形成环形共振器室。
3.根据权利要求2所述的空气引入系统，其特征在于，所述内壁和所述外壁在其间限定与所述空气流动路径流体连通的共振器室，所述室操作成改变由所述发动机产生的声波。
4.根据权利要求2所述的空气引入系统，其特征在于，所述共振器还包括多个肋条，其在所述内壁与所述外壁之间延伸并且连接所述内壁和所述外壁，并且将所述共振器室分成多个子室。
5.根据权利要求3所述的空气引入系统，其特征在于，形成所述内壁的自由端处的膨胀室，所述膨胀室将所述共振器室联接于所述空气流动路径。
6.根据权利要求4所述的空气引入系统，其特征在于，所述共振器的所述内壁和外壁沿轴向延伸到由所述壳体限定的室中。
7.一种用于具有发动机的车辆的空气引入系统，所述空气引入系统包括：
空气清洁器壳体，其包括底座部件和可除去地装固于所述底座部件的盖部件；
过滤器，其在所述壳体的室内并且设置在延伸穿过所述壳体的空气流动路径中，所述过滤器操作成从进入空气除去碎屑；以及
声共振器，其与所述壳体集成形成，并且操作成减小由所述发动机生成的噪音，其中所述声共振器至少部分地布置在所述壳体的内部中；
所述声共振器在所述空气流动路径中位于所述过滤器的下游处，
所述声共振器包括限定空气流动路径通路的一部分的内壁，以及平行于所述内壁且与所述内壁间隔开的外壁，且所述外壁具有第一长度，并且所述内壁具有第二长度，所述第一长度大于所述第二长度。
8.根据权利要求7所述的空气引入系统，其特征在于，所述共振器与所述盖部件集成形成。
9.根据权利要求7所述的空气引入系统，其特征在于，所述共振器限定形成所述空气流动路径的一部分的沿轴向延伸的通道，以及围绕所述沿轴向延伸的通道沿周向延伸且与所述空气流动路径流体连通的共振器室。
10.根据权利要求9所述的空气引入系统，其特征在于，所述沿轴向延伸的通道和所述共振器室至少部分地延伸到所述壳体的所述室中。
11.根据权利要求9所述的空气引入系统，其特征在于，所述共振器室分成多个子室。
12.根据权利要求9所述的空气引入系统，其特征在于，所述内壁是圆筒形的且限定所述沿轴向延伸的室，以及所述外壁与圆筒形的所述内壁协作来限定所述共振器室。
13.根据权利要求12所述的空气引入系统，其特征在于，膨胀室形成在所述内壁的自由端处，所述膨胀室将所述共振器室联接于所述空气流动路径。
14.一种空气清洁器组件，包括：
包含第一壳体部件的壳体；
过滤器，其设置在所述壳体中并且操作用于过滤穿过所述壳体的进入空气；以及
声共振器，其与所述第一壳体部件集成形成并且操作成使沿空气流动路径穿过所述空气清洁器壳体的声音衰减；
所述声共振器在所述空气流动路径中位于所述过滤器的下游处，
所述声共振器包括限定空气流动路径通路的一部分的内壁，以及平行于所述内壁且与所述内壁间隔开的外壁，且所述外壁具有第一长度，并且所述内壁具有第二长度，所述第一长度大于所述第二长度。
15.根据权利要求14所述的空气清洁器组件，其特征在于，所述共振器包含：
环形端壁；
从所述端壁沿轴向延伸至第一端的所述内壁；以及
所述外壁包绕所述内壁并且从所述端壁沿轴向延伸至第二端，所述第二端关于所述内壁的所述第一端沿轴向偏移。
16.根据权利要求14所述的空气清洁器组件，其特征在于，所述壳体还包含第二壳体部件，所述第一壳体部件可除去地装固于所述第二壳体部件。
17.根据权利要求16所述的空气清洁器组件，其特征在于，所述第一壳体部件限定所述壳体的盖。
18.根据权利要求17所述的空气清洁器组件，其特征在于，所述过滤器包括清洁侧和脏侧，并且进一步其中所述盖邻近所述清洁侧。
19.根据权利要求14所述的空气清洁器组件，其特征在于，所述共振器限定形成所述空气流动路径的一部分的沿轴向延伸的通道，以及围绕所述沿轴向延伸的通道沿周向延伸且与所述空气流动路径流体连通的共振器室。
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